Dépot chimique en phase vapeur d'oxydes (SiO2, Al2O3) sur des substrats métalliques dans une post-décharge micro-onde : caractérisation des films et modélisation du plasma d'oxygène

par Christophe Regnier

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux céramiques

Sous la direction de Jean Desmaison.


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  • Résumé

    Des melanges silane/argon et tma/argon ont ete employes pour deposer des films de silice et d'alumine dans une post-decharge micro-onde d'oxygene, a basse temperature (< 400c) avec de grandes vitesses de depot ( 0. 1 m. Min#-#1) sur des substrats metalliques. La densification des films de silice est observee a 300c et pour une puissance micro-onde superieure a 180 w. La polarisation rf des substrats diminue le taux d'hydrogene incorpore (ftir, erda). Les films sont stchimetriques (xps, aes) et adherents. La spectrometrie d'emission montre une correlation entre l'espece sio et la prise de masse des depots, tandis que les especes si et sih traduiraient une fragmentation concurrente du silane. La qualite des depots est reliee a l'emission des especes h et oh. L'alumine peut etre deposee dans les memes conditions experimentales que la silice. Cependant, meme a 400c et avec une polarisation de 200 v, la densification des films reste incomplete. L'adherence et les proprietes des depots sont deteriorees par un debit d'oxygene, une temperature ou une puissance micro-onde trop faible, ou par un debit de tma trop eleve. La densite et la temperature des electrons ont ete mesurees par double sonde de langmuir. La temperature du gaz est deduite du spectre rotationnel de la bande atmospherique de l'oxygene. La modelisation de la decharge a permis de determiner les concentrations des especes actives du plasma et semble indiquer que l'oxygene atomique participe a la reaction de depot. Le modele prevoit la quantite d'energie dissipee dans le tube en quartz et les inhomogeneites radiales et longitudinales de la densite electronique. Enfin, la modelisation du couplage electromagnetique entre le plasma et les micro-ondes montre que leur propagation ne peut se faire qu'en presence des grains electrostatiques. Il faut aussi tenir compte de l'inhomogeneite radiale et longitudinale de la permittivite relative du plasma

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